RU2471020C1 - Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов - Google Patents
Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471020C1 RU2471020C1 RU2011146369/02A RU2011146369A RU2471020C1 RU 2471020 C1 RU2471020 C1 RU 2471020C1 RU 2011146369/02 A RU2011146369/02 A RU 2011146369/02A RU 2011146369 A RU2011146369 A RU 2011146369A RU 2471020 C1 RU2471020 C1 RU 2471020C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- current density
- parts
- anodic oxidation
- minutes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано в области вакуумной техники. Способ включает анодное оксидирование в водном растворе, содержащем ортофосфорную и серную кислоты, нанесение покрытия электроосаждением из сернокислого электролита меднения, при этом анодное оксидирование осуществляют при анодной плотности тока 1-2 А/дм2, а перед нанесением покрытия электроосаждением наносят подслой из раствора состава, г/л: медь сернокислая 5-водная 200-250, серная кислота 50-70, плавиковая кислота 10-15, вода остальное, в течение 2-3 минут при комнатной температуре и катодной плотности тока 1-2 А/дм2. Способ обеспечивает снижение энергозатрат при высоком качестве покрытия. 1 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к электрохимическому способу нанесения покрытий на изделия, изготовленные из алюминия и его сплавов и использующихся в вакуумной технике.
При нанесении гальванических покрытий на поверхность алюминиевых сплавов возникают трудности, связанные с постоянным присутствием на ней оксидной пленки, взаимодействием алюминия со щелочными и кислыми электролитами, электроотрицательным значением потенциала.
Известен способ, включающий двухстадийную электрохимическую обработку деталей из алюминия и его сплавов в цинкатном электролите первоначально в катодном режиме, продолжительность которого равна времени образования шлама на поверхности детали, а затем в анодном режиме, продолжительность которого равна времени удаления шлама. Способ позволяет получить высокую сцепляемость гальванопокрытий с поверхностью деталей [1]. Однако, наряду с указанными достоинствами, следует отметить и его недостаток, связанный с использованием специального оборудования и неудобством в промышленном применении.
Известен способ [2] обработки переменным асимметричным током низкой частоты с равной длительностью анодного и катодного импульсов и равным соотношением анодного и катодного полупериодов в водном растворе серной, муравьиной, щавелевой и лимонной кислот. Использование переменного тока позволяет формировать пористый оксидный слой, что приводит к увеличению адгезии покрытия к подложке за счет его анкерного зацепления на пористой основе.
Известен способ получения гальванического покрытия алюминиевого сплава, анодно оксидированного в 30%-ной ортофосфорной кислоте [3]. Анодное оксидирование в ортофосфорной кислоте дает положительные результаты в широком диапазоне концентраций, однако не является универсальным и для отдельных алюминиевых сплавов рекомендуется строго определенная концентрация. По причине часто меняющихся марок алюминиевых сплавов это вызывает определенные неудобства в промышленном производстве.
Хорошие результаты были получены при анодном оксидировании алюминия марки 1163АТ в смеси серной и ортофосфорной кислот с добавкой тетрабората натрия перед нанесением гальванопокрытия [4]. Авторы отмечают, что добавка серной кислоты приводит к увеличению пористости поверхностного слоя, что позволяет использовать дополнительную обработку в виде нанесения покрытия с хорошей адгезией. Добавление в раствор тетрабората натрия обеспечивает повышение защитных свойств покрытия в результате образования прочного барьерного слоя на поверхности алюминия в начальный период анодного оксидирования. Однако в данном способе перед анодным оксидированием проводят дополнительную гомогенизирующую обработку, а сам процесс проводится в две стадии.
Наиболее близким к заявленному явился способ, характеризующийся тем, что анодное оксидирование алюминия и деформированных алюминиевых сплавов различного состава проводят в растворе, содержащем 15% ортофосфорной кислоты и 15% серной кислоты при анодной плотности тока 3,2 А/дм2 при температуре 37°C в течение 5 минут с последующим нанесением покрытия электроосаждением из стандартного сернокислого электролита меднения [5]. Недостатки способа-прототипа следующие: значительные энерго- и тепловые затраты при недостаточно высоком качестве покрытия, особенно сложнопрофилированных деталей. Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.
Поставлена задача - повышение технологичности способа.
Технический результат - снижение энергозатрат при высоком качестве покрытия.
Этот технический результат достигается тем, что в способе нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов, включающем анодное оксидирование в водном растворе, содержащем ортофосфорную и серную кислоты, и нанесение покрытия электроосаждением из стандартного сернокислого электролита меднения, анодное оксидирование осуществляют при анодной плотности тока 1-2 А/дм2, а перед нанесением покрытия электроосаждением наносят подслой меди из раствора состава, г/л:
| Медь сернокислая 5-водная | 200-250 г/л |
| Серная кислота | 50-70 г/л |
| Плавиковая кислота | 10-15 г/л |
| Вода | остальное, |
в течение 2-3 минут при катодной плотности тока 1-2 А/дм2.
Повышение качества покрытия на деталях достигается за счет предлагаемого режима и нанесения медного покрытия в две стадии, энергозатраты снижаются за счет снижения рабочей температуры и анодной плотности тока.
Способ осуществляют следующим образом. Покрытию подвергают сложнопрофилированные детали, изготовленные из алюминиевых сплавов следующих марок Al-Mg-Si, АМг, Д16. Предварительно детали обезжиривают, осветляют в растворе HNO3:HF=3:1. Далее деталь анодно оксидируют в растворе H2SO4+H3PO4 при комнатной и повышенной температурах. После проведенного анодного оксидирования на деталь наносят медное покрытие из стандартного сернокислого электролита без предварительного медного подслоя. Толщина медного покрытия составляет 9 мкм. Было выявлено, что при осаждении меди на анодно оксидированные в растворе 15% H2SO4+15% H3PO4 детали при рабочей плотности тока 1-2 А/дм2 получался осадок плохого качества и наблюдались непрокрытия в труднодоступных местах. Для устранения этого нежелательного явления рекомендуется либо снижать катодную плотность тока, что приводит к значительному увеличению времени нанесения покрытия, либо использовать двухстадийное меднение.
1 стадия: нанесение подслоя из раствора следующего состава:
| Медь сернокислая 5-водная | 200-250 г/л |
| Серная кислота | 50-70 г/л |
| Плавиковая кислота | 10-15 г/л |
| Вода | остальное |
2 стадия: основное меднение из стандартного сернокислого раствора:
| Медь сернокислая 5-водная | 200-250 г/л |
| Серная кислота | 50-70 г/л |
| Спирт этиловый | 7-10 мл/л |
| Вода | остальное |
Процессы проводят при комнатных температурах и рабочих плотностях тока 1-2 А/дм2.
После покрытия детали нагревают в вакуумной печи при температуре 200°C в течение 1 часа (стандартный прием). Прочность сцепления покрытия с основой определяют по методу сеток, методом крацевания и по контролю отслоений гальванопокрытий после отжига.
Примеры
Пример 1. Деталь из сплава Al-Mg-Si анодно оксидировалась в электролите 15%H2S04+15%Н3Р04, вода-остальное (по прототипу) при комнатной температуре и плотности тока 2 А/дм2 в течение 5 минут. Далее наносилось медное покрытие из стандартного сернокислого электролита следующего состава:
| Медь сернокислая 5-водная | 250 г/л |
| Серная кислота | 70 г/л |
| Спирт этиловый | 10 мл/л |
| Вода | остальное, |
при катодной плотности тока 1.5 А/дм2. При этом на некоторых участках поверхности наблюдалось появление красных пятен, а на выступах и кромках деталей образовывались дендриты, что говорит о высокой катодной плотности тока. Также в труднодоступных местах наблюдалось непрокрытие. При снижении катодной плотности тока до 0.8 А/дм2 осадок получился гладким и полублестящим, прочно сцепленным с основой. Но в этом случае в значительной мере увеличиваются временные затраты до 52 минут.
Пример 2. Для снижения временных затрат с сохранением высококачественных медных осадков предлагается следующий способ.
1. Деталь из сплава Al-Mg-Si анодно оксидировалась в электролите 15% H2SO4+15% H3PO4, вода-остальное (по прототипу) при комнатной температуре и плотности тока 2 А/дм2 в течение 5 минут.
2. Нанесение подслоя из раствора следующего состава:
| Медь сернокислая 5-водная | 250 г/л |
| Серная кислота | 70 г/л |
| Плавиковая кислота | 10 г/л |
| Вода | остальное, |
в течение 2-3 минут при комнатной температуре и плотности тока 1.5 А/дм2.
3. После затяжки поверхности деталей тонким слоем меди их промывают в холодной проточной воде и меднят в стандартном сернокислом электролите
| Медь сернокислая 5-водная | 250 г/л |
| Серная кислота | 70 г/л |
| Спирт этиловый | 10 мл/л |
| Вода | остальное |
при тех же режимах. В этом случае осадок получился отличного качества и прочно сцепленным с основой. Затраты при этом сокращаются примерно в 2.3 раза. Эксперименты показали, что данные концентрации являются оптимальными и отклонение от них, особенно плавиковой кислоты, приводит к отслоению покрытия.
Результаты исследований представлены в таблице.
Таким образом, предлагаемый способ нанесения покрытий на алюминий и его сплавы сочетает в себе простоту в промышленном производстве, минимальные затраты на производство и обеспечивает получение прочно сцепленных с основой медных покрытий с заданными физико-химическими свойствами на алюминиевых сплавах различного состава.
Источники информации
1. Патент РФ №2082837, С25Д 5/44, опубл. 27.06.1997.
2. Патент РФ №2109854, С25Д 11/04, опубл. 27.04.1998.
3. Аверьянов Е.Е. Справочник по анодированию. М.: Машиностроение, 1988. с.95.
4. Патент РФ №2186159, С25Д 11/00, С25Д 11/08, С25Д 11/18, опубл. 27.07.2002.
5. Гальванотехника: Справ, изд. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А., Галь И.Е. и др. М.: Металлургия, 1987. с.416.
| Таблица | ||||||
| № опыта | Состав электролита анодного оксидирования | Режим | Состав меднения | Режим | Качество покрытия | Сцепление с основой после отжига |
| 1 | 15% H2SO4 | ja=2 A/дм2, | CuSO4 | jk=1,5 А/дм2, | Не прокрылось | + |
| 15% H3PO4 | t=20°C, | (станд.) | t=20°C, | |||
| 5 минут | 52 минуты | |||||
| 2 | 15% H2SO4 | ja=2 A/дм2, | CuSO4+HF | 3 минуты | отличное | + |
| 15% H3PO4 | t=20°C, | CuSO4 | 27 минут | |||
| 5 минут | (станд.) | jk=1,5 А/дм2, | ||||
| t=20°C, | ||||||
| 3 | 15% H2SO4 | ja=2 A/дм2, | CuSO4 | jk=0,8 А/дм2, | хорошее | + |
| 15% H3PO4 | t=40°C, | (станд.) | t=20°, | |||
| 5 минут | 52 минуты | |||||
| 4 | 15% H2SO4 | ja=2 A/дм2, | CuSO4+HF | 3 минуты | отличное | + |
| 15% H3PO4 | t=40°C, | CuSO4 | 27 минут | |||
| 5 минут | (станд.) | jk=1,5 А/дм2, | ||||
| t=20°C, | ||||||
Claims (1)
- Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов, включающий анодное оксидирование в водном растворе, содержащем ортофосфорную и серную кислоты, нанесение покрытия электроосаждением из сернокислого электролита меднения, отличающийся тем, что анодное оксидирование осуществляют при анодной плотности тока 1-2 А/дм2, а перед нанесением покрытия электроосаждением наносят подслой из раствора состава, г/л:
медь сернокислая 5-водная 200-250 серная кислота 50-70 плавиковая кислота 10-15 вода остальное,
в течение 2-3 мин при комнатной температуре и катодной плотности тока 1-2 А/дм2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011146369/02A RU2471020C1 (ru) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011146369/02A RU2471020C1 (ru) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2471020C1 true RU2471020C1 (ru) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011146369/02A RU2471020C1 (ru) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2471020C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529328C1 (ru) * | 2013-08-27 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ | Электролит для анодирования алюминия и его сплавов перед нанесением медных гальванопокрытий |
| RU2588702C2 (ru) * | 2014-09-15 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ | Электролит анодирования и меднения алюминия и его сплавов |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1370158A1 (ru) * | 1985-06-18 | 1988-01-30 | Предприятие П/Я М-5612 | Раствор дл электрохимической обработки сплавов титана |
| JPH11181597A (ja) * | 1997-10-17 | 1999-07-06 | Nippon Denki Kagaku Kogyosho:Kk | アルミニウムの表面処理方法 |
| RU2349687C2 (ru) * | 2007-05-14 | 2009-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Способ подготовки изделий из алюминия и его сплавов перед нанесением гальванических покрытий |
-
2011
- 2011-11-15 RU RU2011146369/02A patent/RU2471020C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1370158A1 (ru) * | 1985-06-18 | 1988-01-30 | Предприятие П/Я М-5612 | Раствор дл электрохимической обработки сплавов титана |
| JPH11181597A (ja) * | 1997-10-17 | 1999-07-06 | Nippon Denki Kagaku Kogyosho:Kk | アルミニウムの表面処理方法 |
| RU2349687C2 (ru) * | 2007-05-14 | 2009-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Способ подготовки изделий из алюминия и его сплавов перед нанесением гальванических покрытий |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АЖОГИН Ф.Ф. и др. Гальванотехника. - М.: Металлургия, 1987, с.415-417. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529328C1 (ru) * | 2013-08-27 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ | Электролит для анодирования алюминия и его сплавов перед нанесением медных гальванопокрытий |
| RU2588702C2 (ru) * | 2014-09-15 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ | Электролит анодирования и меднения алюминия и его сплавов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH04297595A (ja) | アルミニウム帯への亜鉛系電気めっき方法 | |
| KR102176791B1 (ko) | 인산을 이용하여 필라-온-포어 구조를 갖는 알루미늄 양극산화 피막 제조방법 | |
| KR20100116546A (ko) | 금속의 표면처리 방법 | |
| TWI633211B (zh) | Sn鍍敷鋼板 | |
| KR920000534B1 (ko) | 양극산화처리용 알루미늄 도금재 및 양극 산화처리방법 | |
| WO2017204266A1 (ja) | Ｓｎ系合金めっき鋼板 | |
| RU2529328C1 (ru) | Электролит для анодирования алюминия и его сплавов перед нанесением медных гальванопокрытий | |
| KR100695999B1 (ko) | 고주파펄스를 이용한 금속재의 아노다이징 공정 | |
| JP5614671B2 (ja) | 酸化被膜及びその形成方法 | |
| RU2471020C1 (ru) | Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов | |
| Devyatkina et al. | Anodic oxidation of complex shaped items of aluminum and aluminum alloys with subsequent electrodeposition of copper coatings | |
| KR100777176B1 (ko) | 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면 처리 방법 | |
| JP2003041382A (ja) | メガネフレームの製造方法 | |
| KR101313014B1 (ko) | Ｌｅｄ 조명기기용 히트싱크의 표면 처리 방법 | |
| JP3916222B2 (ja) | マグネシウム合金の表面処理法 | |
| JPH06297639A (ja) | フィルム積層アルミニウム材およびフィルム積層用アルミニウム材の製造方法 | |
| JP5334126B2 (ja) | 接着性に優れた表面処理アルミニウム材の製造方法 | |
| JP2000355795A (ja) | アルミニウムおよびアルミニウム合金の表面処理方法 | |
| RU2817277C1 (ru) | Способ нанесения электропроводного защитного покрытия на алюминиевые сплавы | |
| Devyatkina et al. | Deposition of protective-decorative coatings onto aluminum alloys | |
| RU2661695C1 (ru) | Способ нанесения никелевых покрытий на алюминиевые сплавы | |
| RU2588702C2 (ru) | Электролит анодирования и меднения алюминия и его сплавов | |
| JPH1081997A (ja) | 耐食性および光輝性に優れた車両用ホイール | |
| RU2062824C1 (ru) | Способ толстослойного анодирования плоских алюминиевых изделий | |
| JP5086688B2 (ja) | 表面処理アルミニウムの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151116 |